В окрестностях Солнца темного вещества не обнаружено
Принятая сегодня теория Вселенной предполагает наличие темной материи во всей нашей галактике. Но чилийские астрономы установили, что, по крайней мере, вблизи Солнца ее нет.
"Космология - учение об общих закономерностях строения Вселенной" - так значится в толковом словаре русского языка. То есть космология - это раздел астрономии, изучающий не отдельные космические объекты или их группы, будь то планеты, звезды или галактики, а более фундаментальные проблемы, касающиеся всей Вселенной в целом: как она возникла, из чего состоит, какой путь развития уже прошла, и какой путь ей еще предстоит пройти.
Долгое время астрономы, избравшие в качестве предмета своих научных интересов более конкретные объекты, нежели Вселенная в целом, пренебрежительно именовали космологию разделом философии или даже теологии, поскольку о прямых наблюдениях тех закономерностей и эффектов, о которых толковали специалисты-космологи, не могло быть и речи.
Переломный момент в истории космологии
Но полтора десятка лет назад ситуация стала меняться, причем столь стремительно, что сегодня космология относится уже к самым динамично развивающимся направлениям астрономии. Новые телескопы, размещенные как на Земле, так и в космосе, и работающие как в оптическом, так и в радиочастотном, микроволновом, инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах дают массу новой информации. Причем нередко такой, что приходится пересматривать старые, привычные теории и представления.
Переломным моментом в истории космологии можно считать открытие, сделанное в 1998 году: наблюдая за дальними сверхновыми, две независимые группы исследователей обнаружили ускоренное расширение Вселенной. То, что она расширяется, выяснил еще в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл (Edwin Hubble), но то, что она расширяется все быстрее и быстрее, повергло специалистов в полное смятение, поскольку противоречило тогдашним представлениям об устройстве Вселенной.
Представления о Вселенной кардинально изменились
Впрочем, с тех пор авторы открытия уже удостоились ряда престижных наград, включая и Нобелевскую премию, а современная - так называемая стандартная - модель Вселенной кардинально отличается от воззрений, считавшихся вполне устоявшимися еще совсем недавно.
Видный немецкий астроном, профессор Густав Андреас Тамман (Gustav Andreas Tammann), более четверти века руководивший Астрономическим институтом Базельского университета, поясняет: "Материю во Вселенной можно обнаружить по-разному. Прежде всего, это те светящиеся объекты, которые видны на небе. Но ведь можно задаться вопросом: сколько материи требуется для того, чтобы вызвать определенные процессы, реально имеющие место во Вселенной. Звезды обращаются вокруг центров своих галактик, галактики сами тоже перемещаются и взаимодействуют с другими галактиками. Это позволяет вычислить массу материи, которая определяет все эти процессы. Так вот, существует разительное несоответствие между тем, что мы непосредственно наблюдаем на небе, и тем, что мы косвенно выводим из закона всемирного тяготения".
Обычной материи во Вселенной не более 5 процентов
Сегодня астрофизики (по крайней мере, большинство из них) исходят из наличия во Вселенной так называемой скрытой массы, недоступной прямому наблюдению и проявляющей себя лишь гравитационными эффектами. Причем доля обычной материи, из которой состоят все наблюдаемые космические объекты, а также Земля и окружающие нас предметы, включая нас самих, составляет лишь 4-5 процентов общей массы Вселенной.
Еще примерно 25-26 процентов приходится на так называемую темную материю непонятной нам природы. Видимо, она состоит из неизвестных пока науке частиц, но, по крайней мере, обладает гравитацией. А вот остальные 70 процентов массы Вселенной - это и вовсе загадочная темная энергия, которой приписывается свойство своего рода антигравитации, что позволяет объяснить эффект ускоренного расширения Вселенной.
Удивительно, но факт: никаких следов темного вещества
Значительный интерес представляет вопрос о распределении темной материи, она же - темное вещество, в пространстве. Ученые исходили из того, что она присутствует в нашей Галактике повсеместно, но теперь это предположение опровергнуто. Чилийский астроном Кристиан Мони-Бидин (Christian Moni-Bidin) и его коллеги из университета в Консепсьоне взялись за поиски темной материи в галактических окрестностях Солнца. Для этого они изучили траектории движения 400 звезд типа "красный гигант" на удалении до 12 тысяч световых лет от нашего светила и произвели соответствующие расчеты. "Мы получили количество материи, в точности соответствующее количеству видимой материи, то есть суммарной массе звезд, газа и пыли, - говорит ученый. - Сколько-нибудь значительному количеству темной материи здесь места нет".
Результаты так удивили авторов исследования, что они очень долго, хотя и безуспешно, искали ошибку в своих расчетах, прежде чем представить статью для публикации в Astrophysical Journal. Редакционный эксперт тоже не скрывал своего скепсиса, рассказывает Мони-Бидин: "Ответственный за публикацию сразу сказал, что он нам не верит, и потратил немало времени и сил, чтобы нас опровергнуть: он перепроверил всю методику, все данные, все расчеты. Мы ему за это очень благодарны. В конце концов, он согласился с нашими выводами".
Теперь вся надежда - на космический телескоп Gaia
Впрочем, эта работа не ставит под сомнение само по себе существование темной материи, говорит ученый: "Мы пока не очень понимаем, как следует толковать полученные нами результаты. Возможно, темное вещество распределено во Вселенной не так, как мы до сих пор предполагали. А может быть, тут дело в природе самого этого вещества. В общем, пока еще рано говорить даже о том, насколько значительные изменения придется вносить в наши теории Вселенной".
Возможно, некоторую ясность в этот вопрос внесет космический телескоп Gaia. Эта миссия Европейского космического агентства должна стартовать в 2013 году. Цель проекта Gaia - с высокой точностью измерить величину, массу, светимость, координаты и параметры движения около миллиарда звезд нашей галактики. За время миссии, рассчитанной на пять лет, каждая из этих звезд будет измерена около ста раз.
Источник: Немецкая служба DW